DE102007052885A1

DE102007052885A1 - Reflector for illumination device of extreme ultraviolet projection illumination system, has cooling device integrated into reflector, and sealing rings for gas and liquid-tight sealing arranged between pipe connections and support

Info

Publication number: DE102007052885A1
Application number: DE102007052885A
Authority: DE
Inventors: Rutger Wevers; Andreas Dr. Seifert; Joachim Hartjes; Günther Dengel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2008-05-08

Abstract

The reflector (4) has a reflector support (9) comprising a reflector surface (10) and a cooling device integrated into the reflector. The reflector support is made from crystalline material and provided with pipe connections from metallic material for connecting a cooling channel with an inlet (15) and an outlet (16) of the cooling medium. Sealing rings for gas and liquid-tight sealing is arranged between the pipe connections and the reflector support, where the pipe connections comprise an external thread that is screwed into threaded holes in the reflector support.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel mit einem Spiegelträger, der mit wenigstens einer Spiegelfläche versehen ist. Die Erfindung betrifft auch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle und mit einem Projektionsobjektiv, insbesondere in der EUV-Lithographie, mit Spiegeln, die mit Spiegelträgern und mit Spiegelflächen versehen sind.The The invention relates to a mirror with a mirror support, the provided with at least one mirror surface is. The invention also relates to a projection exposure apparatus with a lighting device with a light source and with a projection lens, in particular in EUV lithography, with Mirrors with mirror holders and with mirror surfaces are provided.

Eine Projektionsbelichtungsanlage der eingangs erwähnten Art ist zum Beispiel aus der DE 103 60 414 A1 bekannt. Mit Projektionsbelichtungsanlagen sollen Strukturen mit zunehmend kleineren Abmessungen zur Herstellung von Halbleiterelementen hergestellt werden. Hierzu sind bereits Projektionsbelichtungsanlagen vorgesehen, wobei Projektionslicht verwendet wird, dessen Wellenlänge im extremen ultravioletten Spektralbereich (EUV) liegt. Bei der Verwendung von Projektionslicht mit derart kurzen Wellenlängen gibt es Materialprobleme. So stehen zum Beispiel keine Materialien mehr für die Herstellung von Linsen und anderen refraktiven optischen Elementen zur Verfügung, die für ein derartiges Projektionslicht hinreichend resistent und/oder durchlässig wären. Aus diesem Grunde sind Projektionsbelichtungsanlagen mit Beleuchtungseinrichtungen und Projektionsobjektiven im wesentlichen aus Spiegeln aufgebaut. Die Spiegel bestehen zumeist aus einem Spiegelträger, der zum Beispiel aus einem Glas, wie Quarz, gefertigt sein kann, wobei dessen dem Projektionslicht zugewandte Oberfläche mit einer Spiegelfläche hoher Präzision versehen ist. Projektionsbelichtungsanlagen sind nach außen zur Umgebungsluft abgedichtet und entweder mit einem Spülgas zur Reinhaltung des Inneren der Projektionsbelichtungsanlage versehen. Im EUV-Bereich kann sogar Vakuum im Inneren vorgesehen sein.A projection exposure apparatus of the type mentioned is, for example, from DE 103 60 414 A1 known. With projection exposure systems, structures with increasingly smaller dimensions are to be produced for the production of semiconductor elements. For this purpose, projection exposure systems are already provided, wherein projection light is used whose wavelength is in the extreme ultraviolet spectral range (EUV). When using projection light with such short wavelengths, there are material problems. For example, materials are no longer available for the production of lenses and other refractive optical elements which would be sufficiently resistant and / or transparent to such a projection light. For this reason, projection exposure systems with lighting devices and projection lenses are essentially constructed of mirrors. The mirrors usually consist of a mirror support, which can be made, for example, from a glass, such as quartz, with its surface facing the projection light being provided with a mirror surface of high precision. Projection exposure systems are sealed to the outside to the ambient air and either provided with a purge gas to keep the interior of the projection exposure system clean. In the EUV area, even a vacuum can be provided inside.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Spiegel gekühlt werden müssten, damit eine möglichst einheitlich gleichmäßige Temperatur für eine hohe Abbildungsgenauigkeit eingehalten werden kann.One Another problem is that the mirrors are cooled would need so that one possible consistently uniform temperature for a high Imaging accuracy can be maintained.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spiegel zu schaffen, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage im EUV-Bereich, bei dem auf relativ einfache Weise eine Kühlung des Spiegels erreicht werden kann, wobei trotz der Besonderheiten auf diesem optischen Gebiet, insbesondere der verwendeten Materialien, eine sichere Verbindungstechnik geschaffen wird, durch die sicher verhindert wird, dass kein Kühlmedium oder auch im Kühlmedium vorhandene Gase und Stoffe in die Umgebung des Spiegels, insbesondere in den Innenraum einer Beleuchtungseinrichtung oder eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage austreten können und dadurch die Reinheit und/oder das Vakuum beeinträchtigen können.Of the The present invention is therefore based on the object, a mirror to create, in particular for a projection exposure machine in the EUV area, in which at easy way to cool of the mirror can be achieved, despite the peculiarities in this optical field, in particular of the materials used, a secure connection technology is created by the safe prevents that no cooling medium or also in the cooling medium Existing gases and substances in the environment of the mirror, in particular in the interior of a lighting device or a projection lens a projection exposure system can escape and thereby the purity and / or affect the vacuum can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Spiegel mit einem Spiegelträger, der mit wenigstens einer Spiegelfläche versehen ist, derart gelöst, dass der Spiegelträger als Kühleinrichtung mit wenigstens einem Kühlkanal ausgebildet ist, wobei der Spiegelträger mit Rohranschlüssen zur Verbindung des wenigstens einen Kühlkanales mit einem Zu- und einem Ablauf von Kühlmittel versehen ist und wobei zwischen den Rohranschlüssen und dem Spiegelträger Dichtglieder für eine gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung angeordnet sind.According to the invention this Task with a mirror with a mirror support, with at least one mirror surface is provided, solved in such a way that the mirror carrier as a cooling device with at least one cooling channel is formed, wherein the mirror carrier with pipe connections to Connection of the at least one cooling channel with an inlet and a Drain of coolant is provided and wherein between the pipe connections and the mirror support sealing members for one gas- and liquid-tight seal are arranged.

Ferner wird die Aufgabe bei einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle und mit einem Projektionsobjektiv, mit Spiegeln, die mit Spiegelträgern und mit Spiegelflächen versehen sind, derart gelöst, dass wenigstens ein Spiegelträger eines Spiegels als Kühleinrichtung mit wenigstens einem Kühlkanal ausgebildet ist, wobei der Spiegelträger mit Rohranschlüssen zur Verbindung des wenigstens einen Kühlkanals mit einem Zu- und einem Ablauf von Kühlmittel versehen ist und wobei zwischen den Rohranschlüssen und dem Spiegelträger Dichtglieder für eine gas- und flüssig keitsdichte Abdichtung angeordnet sind.Further The task is in a projection exposure system with a Lighting device with a light source and with a projection lens, with mirrors, with mirror carriers and with mirror surfaces are provided, solved in such a way that at least one mirror carrier a mirror as a cooling device with at least one cooling channel is formed, wherein the mirror carrier with pipe connections to Connection of the at least one cooling channel with a supply and provided a drain of coolant is and wherein between the pipe connections and the mirror support sealing members for one gas and liquid density Seal are arranged.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung lässt sich auf einfache Weise und vor allem in einem direkten Kontakt eine Kühlung des Spiegels in einem gewünschten Maße erreichen. Praktisch stellen Spiegelträger und Kühleinrichtung eine Einheit dar. Auf diese Weise lassen sich hohe Wärmelasten an der zu kühlenden Oberfläche, nämlich der Spiegelfläche, abführen.By the training according to the invention can be in a simple way and especially in a direct contact one cooling the mirror in a desired Reach dimensions. Practically, mirror carriers and cooling device a unit. In this way can be high heat loads at the to be cooled Surface, namely the mirror surface, dissipate.

Es ist lediglich dabei zu sorgen, dass zwischen den Rohranschlüssen und dem Spiegelträger eine gute und dauerhafte Verbindung geschaffen wird und dass die Dichtglieder derart ausgebildet sind, dass sich eine gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung gegenüber dem den Spiegel umgebenden Bereich ergibt, so dass es keine Kontamination in diesem Bereich bzw. Raum gibt. Dies ist insbesondere im Bereich der EUV-Lithographie von Bedeutung, wobei zumeist Spiegelträger aus kristallinem Material, z. B. aus Glas, bestehen und entsprechend Abdicht- und Verbindungsprobleme zwischen dem Spiegelträger und den Rohranschlüssen, welche im Allgemeinen aus einem metallischen Werkstoff bestehen, auftreten können.It is merely to ensure that between the pipe connections and the mirror carrier one good and lasting connection is created and that the sealing members are formed such that a gas and liquid density Sealing against the area surrounding the mirror is such that there is no contamination in this area or room there. This is especially in the area of EUV lithography of importance, which usually mirror carrier off crystalline material, e.g. B. made of glass, and accordingly Sealing and connection problems between the mirror carrier and the pipe connections, which generally consist of a metallic material, may occur.

Aus diesem Grunde kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Rohranschlüsse mit einem Außengewinde versehen sind, die in Gewindebohrungen in den Spiegelträger eingeschraubt sind, wobei in einer Ausgestaltung vorgesehen sein kann, dass die Außengewinde der Rohranschlüsse mit einem Material beschichtet oder mit einem Material versehen sind, das weicher ist, als das Material der Rohranschlüsse. Durch diese Ausgestaltung werden hohe punktuelle Lasten vermieden, wobei gleichzeitig auch eine sichere Abdichtung erreicht wird.For this reason, it can be provided in a development of the invention that the pipe connections are provided with an external thread, which are screwed into threaded bores in the mirror carrier, wherein it may be provided in one embodiment that the external thread of the pipe connections are coated with a material or provided with a material that is softer than the material of the pipe connections. By this design, high punctual loads are avoided, at the same time a secure seal is achieved.

Die Innengewinde in den Gewindebohrungen der Spiegelträger können geschliffen sein.The Internal threads in the threaded holes of the mirror supports can be ground be.

Als weiches Material für eine Beschichtung kann z. B. Gold, Silber oder Indium vorgesehen sein; Materialien welche auch im EUV-Bereich widerstandsfähig sind.When soft material for a coating may, for. As gold, silver or indium provided be; Materials which are also resistant in the EUV area.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rohranschlüsse mit Flansche versehen sind, in denen wenigstens zwei auf Abstand voneinander angeordnete Dichtringe angeordnet sind. Dabei sind Dichtringe zu verwenden, z. B. O-Ringe, die entsprechend widerstandsfähig für den eingesetzten Bereich sind.In An advantageous development of the invention can be provided be that the pipe connections are provided with flanges in which at least two at a distance arranged from each other sealing rings are arranged. These are sealing rings to use, for. B. O-rings that are resistant to the used Area are.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass zwischen den beiden Dichtringen ein Entlüftungsringkanal angeordnet ist. Über den Entlüftungsringkanal kann eventuell aus dem Kühlkanal austretendes Kühlmedium in flüssiger oder auch gasförmiger Form oder auch andere im Kühlmedium vorhandene Stoffe abgeführt werden, ohne dass es zu einer Kontamination des den Spiegel umgebenden Bereiches kommt.A very advantageous development of the invention may consist in that a vent ring channel is arranged between the two sealing rings. On the Venting annular channel may possibly from the cooling channel escaping cooling medium in liquid or also gaseous Shape or else in the cooling medium Existing substances removed without causing contamination of the mirror Area is coming.

Für diesen Zweck kann der Entlüftungsringkanal mit wenigstens einer Entlüftungsbohrung versehen sein, die an eine Absaugeinrichtung, z. B. an eine Vakuumpumpe, angeschlossen ist.For this Purpose may be the vent ring channel with at least one vent hole Be provided to a suction device, for. To a vacuum pump, connected.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.following is an embodiment the invention described in principle with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv und einem erfindungsgemäßen Spiegel; 1 a schematic representation of a projection exposure system with a lighting device and a projection lens and a mirror according to the invention;

2 ausschnittsweise in vergrößerter Darstellung ein erfindungsgemäßer Spiegel im Schnitt; 2 a detail in an enlarged view of an inventive mirror in section;

3 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Spiegels nach den 1 und 2; 3 a perspective view of the mirror according to the invention after the 1 and 2 ;

4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spiegels; 4 a further embodiment of the mirror according to the invention;

5 eine Draufsicht auf die in 4 dargestellte Ausführungsform; 5 a top view of the in 4 illustrated embodiment;

6 eine Draufsicht auf eine Abwandlung der in 4 dargestellten Ausführungsform. 6 a plan view of a modification of in 4 illustrated embodiment.

In der 1 ist eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage in einem stark schematisierten und nicht maßstäblichen Schnitt dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 1 mit einer Lichtquelle 2. Die Lichtquelle 2 dient zur Erzeugung von Projektionslicht 3, das z. B. im extremen ultravioletten Spektralbereich mit einer Wellenlänge von beispielsweise 13,5 nm arbeitet. In der Beleuchtungseinrichtung 1 sind verschiedene optische Einrichtungen angeordnet, zu denen im wesentlichen Spiegel 4 gehören, die das Projektionslicht 3 auf ein Reticle 5 senden. Das von dem Reticle 5 reflektierte Projektionslicht 3 tritt in ein Projektionsobjektiv 6 ein, in welchem verschiedene optische Einrichtungen, die auch hier im wesentlichen aus Spiegel 4 bestehen und die ebenso wie die optischen Einrichtungen in der Beleuchtungseinrichtung 1 in einem Projektionsgehäuse 6a angeordnet sind. Das Projektionslicht 3 trifft nach mehreren Reflexionen an den Spiegeln 4 auf eine lichtempfindliche Schicht 7, die auf einem Silizium-Wafer 8 aufgebracht ist, und erzeugt auf dieser ein verkleinertes Abbild der in dem Reticle 5 enthaltenen Struktur.In the 1 a microlithographic projection exposure apparatus is shown in a highly schematic and not to scale section. The projection exposure apparatus comprises a lighting device 1 with a light source 2 , The light source 2 serves to generate projection light 3 , the Z. B. in the extreme ultraviolet spectral range with a wavelength of, for example, 13.5 nm works. In the lighting device 1 various optical devices are arranged, which are essentially mirrors 4 belong to the projection light 3 on a reticle 5 send. That of the reticle 5 reflected projection light 3 enters a projection lens 6 in which various optical devices, which also here essentially consist of mirrors 4 exist and the same as the optical devices in the lighting device 1 in a projection housing 6a are arranged. The projection light 3 meets after several reflections on the mirrors 4 on a photosensitive layer 7 on a silicon wafer 8th is applied, and generates on this a reduced image of the in the reticle 5 contained structure.

Projektionsbelichtungsanlagen mit Beleuchtungseinrichtungen und Projektionsobjektiven sind allgemeiner Stand der Technik, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Beispielsweise wird hierzu auf die DE 103 60 414 A1 und die US 6,353,470 B1 verwiesen, die deshalb auch den Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung bilden.Projection exposure systems with lighting equipment and projection lenses are generally state of the art, which is why will not be discussed here in detail. For example, this is on the DE 103 60 414 A1 and the US 6,353,470 B1 Reference is therefore also made to the disclosure of the present application.

Jeder Spiegel 4 weist einen Spiegelträger 9 auf, der auf einer Seite mit einer Beschichtung als Spiegelfläche 10 versehen ist. Die Beschichtungen der Spiegelflächen 10 können von Spie gel zu Spiegel unterschiedlich sein; auch eine monolithische Ausbildung der Spiegelfläche 10 ist denkbar.Every mirror 4 has a mirror carrier 9 on, on one side with a coating as a mirror surface 10 is provided. The coatings of the mirror surfaces 10 may vary from mirror to mirror; also a monolithic formation of the mirror surface 10 is conceivable.

In den 2 und 3 ist ein Spiegel 4 dargestellt, wie er zum Beispiel in der Beleuchtungseinrichtung 1 ausgebildet sein kann, in der eine hochreine Gasatmosphäre oder sogar Vakuum vorliegt. Die Spiegel 4 sollten für eine hochgenaue Abbildung des Projektionslichtes 3 auf einer möglichst exakten Temperatur gehalten werden, wobei die Schwierigkeit unter anderem darin besteht, dass durch das Projektionslicht 3 eine Erwärmung auftritt. Aus diesem Grund müssen die Spiegel 4 gekühlt werden und sind hierzu mit einer nicht näher dargestellten Kühlanlage 11 verbunden.In the 2 and 3 is a mirror 4 shown, for example, in the lighting device 1 may be formed in which a high-purity gas atmosphere or even vacuum exists. The mirror 4 should be for a highly accurate picture of the projection light 3 be kept at the most accurate temperature, the difficulty is, inter alia, that by the projection light 3 a warming occurs. Because of this, the mirrors need 4 be cooled and are for this purpose with a cooling system, not shown 11 connected.

Wie aus der ausschnittsweisen Vergrößerung im Schnitt der 2 ersichtlich ist, besteht der Spiegelträger 9 aus einer Kühleinrichtung bzw. ist eine Kühleinrichtung 12 in den Spiegelträger 9 integriert. Hierzu ist der Spiegelträger 9 mit einem oder mehreren Kühlkanälen 13 versehen. Der oder die Kühlkanäle 13 sind mit Rohranschlüssen 14, nämlich für einen Kühlmittelzulaufanschluss 14a und einen Kühlmittelrücklaufanschluss 14b (siehe 1) versehen. Der Kühlmittelzulaufanschluss 14a ist über eine Kühlmittelleitung 15 mit der Kühlanlage 11 verbunden. Über eine nur prinzipmäßig in der 1 dargestellte Kühlmittelleitung 16 erfolgt die Rückleitung des Kühlmittels von dem Kühlmittelrücklaufanschluss 14b zu der Kühlanlage 11. Die Rohranschlüsse 14 für die Kühlmittelleitungen 15 und 16 sind auf beliebige Weise mit dem Spiegelträger 9 verbunden. Im vorliegenden Fall dient hierzu ein Außengewinde 17 am jeweiligen Rohranschluss, das in eine Gewindebohrung 18 mit einem Innengewinde in den Spiegelträger 9 eingeschraubt ist. Dabei geht das Innengewinde in den Kühlkanal 13 über.As from the partial enlargement in the section of the 2 is evident, consists of mirror support 9 from a cooling device or is a cooling device 12 in the mirror carrier 9 integrated. For this purpose, the mirror carrier 9 with one or more cooling channels 13 Mistake. The one or more cooling channels 13 are with pipe connections 14 namely, for a coolant supply port 14a and a coolant return port 14b (please refer 1 ) Mistake. The coolant inlet connection 14a is via a coolant line 15 with the cooling system 11 connected. About a principle only in the 1 illustrated coolant line 16 the return of the coolant takes place from the coolant return port 14b to the cooling system 11 , The pipe connections 14 for the coolant lines 15 and 16 are in any way with the mirror carrier 9 connected. In the present case, this is an external thread 17 at the respective pipe connection, in a threaded hole 18 with an internal thread in the mirror carrier 9 is screwed. The internal thread goes into the cooling channel 13 above.

Bei Projektionsbelichtungsanlagen der vorbeschriebenen Art besteht der Spiegelträger 9 im allgemeinen aus einem nichtmetallischen Material wie einem Glas, einer Glaskeramik oder ULE, wobei kristalline Anteile bspw. aus einem Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, vorhanden sein können. Da die Rohran schlüsse 14 im allgemeinen aus einem metallischen Werkstoff wie Kupfer, Stahl, insbesondere Invarstahl, oder Aluminium bestehen, sollte für eine einwandfreie und für eine sehr präzise Abdichtung entsprechend Vorsorge getroffen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist hierzu das Außengewinde 17 des Rohranschlusses 14 mit einem weichen Material 17a, insbesondere einem Weichmetall wie z. B. Silber, Kupfer, Gold oder Indium, beschichtet; auch eine entsprechende Beschichtung des Innengewindes in der Gewindebohrung 18 des Spiegelträgers 9 ist denkbar.In projection exposure systems of the type described above, the mirror support exists 9 in general, from a non-metallic material such as a glass, a glass ceramic or ULE, wherein crystalline components, for example, from a semiconductor material, in particular silicon, may be present. Since the Rohran connections 14 generally made of a metallic material such as copper, steel, especially Invarstahl, or aluminum, provision should be made for a perfect and for a very precise seal accordingly. In the embodiment, this is the external thread 17 of the pipe connection 14 with a soft material 17a , in particular a soft metal such. Silver, copper, gold or indium coated; also a corresponding coating of the internal thread in the threaded hole 18 of the mirror carrier 9 is conceivable.

Damit eine hohe Sicherheit gegen Kontamination des Innenraumes des Projektionsgehäuses 6a in der Beleuchtungseinrichtung 1 oder dem Projektionsobjektiv 6 durch austretendes Kühlmittel oder durch in dem Kühlmittel vorhandene Gase gegeben ist, sollten zusätzliche Dichtmaßnahmen vorgesehen werden. Dies gilt insbesondere für den Bereich eines Flansches 19 eines Rohranschlusses 14. Als erste Maßnahme dienen hierzu wenigstens zwei auf Abstand voneinander angeordnete Dichtringe 20 und 21, die in Ringform zwischen den Flanschen 19 und dem Spiegelträger 9 verlaufen und die in ringförmigen Aussparungen in dem Flansch 19 angeordnet sind. Als Dichtringe 20 und 21 können allgemein bekannte O-Ringe verwendet werden, wobei jedoch dafür zu sorgen ist, dass diese gegenüber der Strahlung der Lichtquelle 2 resistent sein müssen.Thus a high security against contamination of the interior of the projection housing 6a in the lighting device 1 or the projection lens 6 due to escaping coolant or gases present in the coolant, additional sealing measures should be provided. This applies in particular to the area of a flange 19 a pipe connection 14 , As a first measure serve this purpose at least two spaced-apart sealing rings 20 and 21 in ring form between the flanges 19 and the mirror carrier 9 run and in annular recesses in the flange 19 are arranged. As sealing rings 20 and 21 For example, well-known O-rings may be used, but care must be taken that these are against the radiation of the light source 2 must be resistant.

Als weitere Dichtmaßnahme ist zwischen den beiden Dichtringen 20 und 21 ein Entlüftungsringskanal 22 angeordnet, der über eine Entlüftungsbohrung 23 mit einer sich daran anschließenden Entlüftungsleitung 24 mit einer Absaugeinrichtung 25 verbunden ist. Über den Entlüftungsringkanal 22, die Entlüftungsbohrung 23 und die Entlüftungsleitung 24 kann eventuell über den Dichtring 20 noch austretendes Kühlmittel oder auch Gase so abgeführt werden, dass keine Kontamination im Inneren der Projektionsbelichtungsanlage, z. B. in der Beleuchtungseinrichtung 1, auftritt. Hierzu ist es lediglich erforderlich, dass die Absaugeinrichtung 25 außerhalb des Projektiongehäuses 6a angeordnet und die Entlüftungsleitung 24 durch den Innenraum hindurchgeführt wird.As a further sealing measure is between the two sealing rings 20 and 21 a vent ring channel 22 arranged, which has a ventilation hole 23 with an adjoining vent line 24 with a suction device 25 connected is. Via the vent ring channel 22 , the vent hole 23 and the vent line 24 may possibly over the sealing ring 20 still escaping coolant or gases are removed so that no contamination inside the projection exposure system, z. B. in the lighting device 1 , occurs. For this it is only necessary that the suction device 25 outside the projection housing 6a arranged and the vent line 24 is passed through the interior.

Durch die in den Spiegelträger 9 integrierte Kühleinrichtung 12 wird eine einfache Kühlung mit einer einfachen mechanischen Verbindungstechnik geschaffen und damit das bei Verwendung von kristallinen Spiegelträgern auftretende Problem, insbesondere bezüglich einer guten Kühlung und einer vakuumtauglichen Abdichtung sowohl gegenüber flüssigen als auch gasförmigen Stoffen, gelöst. Spiegelträger 9 und Kühlanlagen 12 stellen eine integrale Einheit dar bzw. sind als Monolith gefertigt.Through the in the mirror carrier 9 integrated cooling device 12 a simple cooling is provided with a simple mechanical connection technology and thus the problem occurring when using crystalline mirror carriers, in particular with respect to a good cooling and a vacuum-compatible seal both liquid and gaseous substances solved. mirror support 9 and cooling systems 12 represent an integral unit or are made as a monolith.

Der metallische Rohranschluss 14 kann auch über Niedertemperaturlöten mit dem Material des Spiegelträgers 9 verbunden werden kann. Dabei ist unter Niedertemperaturlöten ein Löten mit einem niederschmelzenden Lot (vorzugsweise < 150°C) zu verstehen. Um die Lötbarkeit der zu fügenden Partner zu erhöhen, kann das Material des Spiegelträgers 9 im Bereich der Verbindungsstelle mit einem gut lötbaren Metall wie z.B. Ni beschichtet werden. Andere Metalle wie Cu, Ag oder Au eignen sich hierzu ebenfalls.The metallic pipe connection 14 can also be about low temperature soldering with the material of the mirror carrier 9 can be connected. Low-temperature brazing means brazing with a low-melting solder (preferably <150 ° C.). To increase the solderability of the partners to be joined, the material of the mirror support 9 be coated in the region of the junction with a good solderable metal such as Ni. Other metals such as Cu, Ag or Au are also suitable for this purpose.

4 zeigt eine Möglichkeit, die Übertragung der mechanischen Spannungen, die sich bei der Verbindung des Spiegelträgers 9 mit den Rohranschlüssen 14 ergeben, in den Spiegelträger 9 zu reduzieren. In 4 ist wie in 2 ein Spiegel 4 mit einem Spiegelträger 9 dargestellt, der mit wenigstens einer Spiegelfläche 10 versehen ist. Dabei ist der Spiegelträger 9 wie bereits ausgeführt als Kühleinrichtung 12 mit wenigstens einem Kühlkanal 13 ausgebildet, und der Spiegelträger 9 ist mit Rohranschlüssen 14 aus einem metallischen Werkstoff zur Verbindung des wenigstens einen Kühlkanals 13 mit einem Zu- und einem Ablauf 15, 16 von Kühlmittel versehen. Dabei sind die Rohranschlüsse 14 wenigstens bereichsweise in der Nähe ihrer Umfänge von Ausnehmungen 40 zur Spannungsentlastung umgeben. Diese können bspw. eine Tiefe aufweisen, die 1/3 der Gewindetiefe bei einer Schraubverbindung übersteigt und bis zum 1,5-fache der Gewindetiefe betragen kann. In den Fällen, in denen die Rohranschlüsse 14 z.B. an ihrem Umfangsbereich ver lötet werden, hängt die Tiefe der Ausnehmungen bzw. Spannungsentlastungsnuten 40 von der genauen Ausgestaltung des Rohranschlusses 14 und von der Ausgestaltung des Spiegelträgers 9 ab, d.h., insbesondere auch davon, wie weit der von optischer Nutzstrahlung beaufschlagte Teil der Spiegelfläche 10 von der Lötverbindung entfernt ist, und aus welchem Material der Spiegelträger 9 besteht. 4 shows a way of transferring the mechanical stresses that occur when connecting the mirror carrier 9 with the pipe connections 14 surrender, in the mirror carrier 9 to reduce. In 4 is like in 2 a mirror 4 with a mirror carrier 9 shown with at least one mirror surface 10 is provided. Here is the mirror carrier 9 as already stated as a cooling device 12 with at least one cooling channel 13 trained, and the mirror carrier 9 is with pipe connections 14 from a metallic material for connecting the at least one cooling channel 13 with an inlet and a drain 15 . 16 provided by coolant. Here are the pipe connections 14 at least in some areas near their perimeters of recesses 40 surrounded for stress relief. These may, for example, have a depth which exceeds 1/3 of the thread depth in a screw connection and can be up to 1.5 times the thread depth. In cases where the pipe connections 14 For example, be soldered ver at its peripheral region, the depth of the recesses or Spannungsentlastungsnuten 40 from the exact design of the pipe connection 14 and on the design of the mirror carrier 9 From, ie, in particular also how far the acted upon by optical useful radiation part of the mirror surface 10 is removed from the solder joint, and from which material the mirror carrier 9 consists.

In den 5 und 6 sind die oben beschriebenen Ausnehmungen 40 in einer Draufsicht dargestellt. Die Ausnehmung 40 umgibt dabei den Austrittsbereich des Kühlkanals 13 aus dem Spiegelträger 9. Die in 6 dargestellte Variante zeigt ferner Versteifungsrippen 41, durch welche die Stabilität der Struktur erhöht wird. Die Breite der Ausnehmungen 40 wird insbesodere in den Fällen, in denen die Rohranschlüsse 14 planflächig auf den Spiegelträger 9 aufgelötet werden, ein Bruchteil des Durchmessers des Rohranschlusses 14 betragen. Dabei sind Werte zwischen 0,1 und 0,5 dieses Durchmessers besonders bevorzugt. Es ist ferner denkbar, dass auch bei der Lötverbindung ein Zapfen analog zur Darstellung in 2 in den Spiegelträger 9 hineinragt, um z.B. eine Zentrierung beim Verlöten zu erzielen.In the 5 and 6 are the recesses described above 40 shown in a plan view. The recess 40 surrounds the exit area of the cooling channel 13 from the mirror carrier 9 , In the 6 variant shown also shows stiffening ribs 41 which increases the stability of the structure. The width of the recesses 40 Especially in cases where the pipe connections 14 plane on the mirror support 9 be soldered, a fraction of the diameter of the pipe connection 14 be. In this case, values between 0.1 and 0.5 of this diameter are particularly preferred. It is also conceivable that also in the solder joint, a pin analogous to the representation in 2 in the mirror carrier 9 protrudes, for example, to achieve a centering during soldering.

Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens ein Teil eines Rohranschlusses 14, der in den Spiegelträger 9 hineinragt, Mittel zur Spannungsentlastung 42 aufweisen, indem er z.B. geschlitzt ausgebildet ist, wie dies z.B. bei einer Spannzange (dort mit gegenteiliger Intention) der Fall ist. Die Zahl der Schlitze (die dann bei der Schraubvariante wenigstens einen Teil des Gewindes unterbrechen) kann zwischen 1 und 10 liegen, je nach Durchmesser des Gewindes des Rohranschlusses 14. Diese Möglichkeit ist ebenfalls in der 4 dargestellt; die genannten Schlitze sind mit dem BZ 42 bezeichnet.Alternatively or additionally, at least a part of a pipe connection 14 in the mirror carrier 9 protrudes, means for stress relief 42 have, for example, slit formed, as is the case for example with a collet (there with opposite intention). The number of slots (which then interrupt at least a part of the thread in the screw variant) can be between 1 and 10, depending on the diameter of the thread of the pipe connection 14 , This possibility is also in the 4 shown; the slots mentioned are with the BZ 42 designated.

Die Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich selbstverständlich auch kombinieren. So kann z.B. eine eingeschraubter Rohranschluss 14 zur Abdichtung an Umfang seines Flanschrandes zusätzlich verlötet werden, um eine Vaku umdichtigkeit auf lange Zeit sicherzustellen, wobei ein derartiges Dichten gegen die unter EUV-Bedingungen auftretende kurzwellige Strahlung sehr robust ist. Die mechanischen Belastungen werden in diesem Falle im Wesentlichen über die Schraubverbindung aufgenommen. Bei der letztgenannten Ausführung richten sich etwaige Spannungsentlastungsausnehmungen nach der oben angegebenen Tiefe der Schraubverbindung.The features of the embodiments described above can of course also be combined. For example, a screwed pipe connection 14 be additionally soldered to seal at the periphery of its flange to ensure a vacuum umdichtigkeit for a long time, with such a seal against the occurring under EUV conditions short-wave radiation is very robust. The mechanical loads are absorbed in this case essentially via the screw. In the latter embodiment, any voltage relief recesses are based on the above-indicated depth of the screw connection.

Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung ist serientauglich und mit der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung ist eine Abfuhr auch von hohen Wärmelasten möglich. Ferner bieten die dargestellten Maßnahmen die Möglichkeit, vakuumtaugliche Verbindungen zu realisieren, was für eine Anwendung in Systemen der EUV-Lithographie einen besonderen Vorteil darstellt.The The above-described embodiment is suitable for mass production and with the cooling device according to the invention is a discharge even from high heat loads possible. Furthermore, the measures presented offer the possibility realize vacuum-compatible connections, what an application represents a particular advantage in systems of EUV lithography.

Mit anderen Worten ermöglicht es die Erfindung, Spiegel einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem ersten nichtmetallischen Spiegelträger mit wenigstens einem Kühlkanal zu realisieren, wobei der Kühlkanal eine Verbindung mit einem Rohranschluss aus einem zweiten, vom Material des Spiegelträgers sich unterscheidenden Material aufweist, und wobei diese Verbindung hochvakuumdicht und strahlungsresistent für Licht im Wellenlängenbereich von 1 nm bis 100 nm ist.With other words allows it the invention, mirror of an EUV projection exposure system with a first non-metallic mirror support with at least one cooling channel to realize, with the cooling channel a connection with a pipe connection from a second, from the material of the mirror carrier having differing material, and wherein this compound highly vacuum-tight and radiation-resistant for light in the wavelength range of 1 nm to 100 nm.

Dies lässt sich durch sämtliche vorstehend beschriebenen Varianten der Erfindung erreichen. Insbesondere das zweite Material Invarstahl oder eine Metalllegierung sein. Ferner kann das zweite Material auch ein Nichtmetall sein, so kann beispielweise ein Zerodurspiegelträger auch mit einem Quarz- oder Si- oder Keramik-Rohranschluss versehen werden, wenn eine Anpassung der Ausdehnungskoeffizienten dies zur weiteren mechanischen Spannungsentlastung erfordert. Dabei kann sowohl eine Verschraubung als auch eine Verlötung erfolgen. Bei letzterem muss dann neben dem Spiegelträger auch ein Teil des nichtmetallischen Rohranschlusses mit einem Metall beschichtet sein. Das zweite Material wird dabei so gewählt, dass es bei der Betriebstemperatur der Verbindungsstelle eine geringere Sprödigkeit aufweist als das erste nichtmetallische Spiegelmaterial.This let yourself through all achieve the above-described variants of the invention. Especially the second material may be Invar steel or a metal alloy. Further If the second material can also be a non-metal, for example a Zerodur mirror carrier also with a quartz or Si or Ceramic pipe connection will be provided if an adjustment of the expansion coefficient this requires further mechanical stress relief. there Both a screwing and a soldering can be done. In the case of the latter, in addition to the mirror support, a part of the non-metallic one must also be used Pipe connection to be coated with a metal. The second material is chosen as that it is at the operating temperature of the joint a lower brittleness has as the first non-metallic mirror material.

Die vorstehend beschriebene Kühleinrichtung lässt sich selbstverständlich nicht nur für kristalline Spiegel, sondern auch für andere optische Einrichtungen, wie z. B. Linsen, verwenden, bei denen die gleiche Problematik auftritt und bei denen ebenfalls eine thermische und mechanische Stabilität und eine EUV-Tauglichkeit vorliegen muss.The above-described cooling device let yourself Of course not only for crystalline mirrors, but also for other optical devices, such as As lenses use, where the same problem occurs and where also a thermal and mechanical stability and a EUV suitability must be present.

Claims

Mirror with a mirror carrier ( 9 ), which is provided with at least one mirror surface ( 10 ), the mirror carrier ( 9 ) as a cooling device ( 12 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the mirror carrier ( 9 ) formed of crystalline material and with pipe connections ( 14 ) of a metallic material for connecting the at least one cooling channel ( 13 ) with an inlet and an outlet ( 15 . 16 ) is provided by coolant and wherein between the pipe connections ( 14 ) and the mirror carrier ( 9 ) Sealing members ( 20 . 21 ) are arranged for a gas and liquid-tight seal and wherein the pipe connections ( 14 ) with an external thread ( 17 ) are provided in threaded holes ( 18 ) in the mirror carrier ( 9 ) are screwed.

Mirror according to claim 1, characterized in that the external threads ( 17 ) the pipe conclusions ( 14 ) with a material ( 17a ), which is softer than the material of the pipe connections ( 14 ).

Mirror according to claim 1, characterized in that the pipe connections ( 14 ) with flanges ( 19 ) are provided, in which at least two spaced-apart sealing rings ( 20 . 21 ) are arranged.

Mirror according to claim 3, characterized in that between the two sealing rings ( 20 . 21 ) a vent ring channel ( 22 ) is arranged.

Projection exposure apparatus with a lighting device ( 1 ), with a light source ( 2 ) and with a projection lens ( 8th ), in particular the EUV lithography, with mirrors provided with mirror carriers and with mirror surfaces, characterized in that at least one mirror carrier ( 9 ) of a mirror as a cooling device ( 12 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the mirror carrier ( 9 ) with pipe connections ( 14 ) for connecting the at least one cooling channel ( 13 ) with an inlet and an outlet ( 15 . 16 ) is provided by coolant and wherein between the pipe connections ( 14 ) and the mirror carrier ( 9 ) Sealing members ( 20 . 21 ) are arranged for a gas and liquid-tight seal.

Projection exposure apparatus according to claim 5, characterized in that the mirror carrier ( 9 ) of crystalline material and that the pipe connections ( 14 ) consist of a metallic material.

Projection exposure apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the pipe connections ( 14 ) with an external thread ( 17 ) are provided in threaded holes ( 18 ) in the mirror carrier ( 9 ) are screwed.

Projection exposure apparatus according to claim 7, characterized in that the external threads ( 17 ) of the pipe connections ( 14 ) with a material ( 17a ), which is softer than the material of the pipe connections ( 14 ).

Projection exposure apparatus according to claim 8, characterized in that as a soft material ( 17a ) Gold, indium, silver or similar materials are provided.

Projection exposure apparatus according to claim 5, characterized in that the pipe connections ( 14 ) with flanges ( 19 ) are provided, in which at least two spaced-apart sealing rings ( 20 . 21 ) are arranged.

Projection exposure apparatus according to claim 10, characterized in that between the two sealing rings ( 20 . 21 ) a vent ring channel ( 22 ) is arranged.

Projection exposure apparatus according to claim 11, characterized in that the vent ring channel ( 22 ) with at least one vent hole ( 23 ) is provided.

Projection exposure apparatus according to claim 12, characterized in that the at least one venting bore ( 23 ) with a suction device ( 25 ) connected is.

Non-metallic mirror carrier with at least one thread, with an engaging in the thread by means of a counter thread metallic connecting element, wherein at least the thread or the mating thread is coated with a soft metal.

mirror support according to claim 14, characterized in that the mirror carrier a contains crystalline material.

mirror support according to claim 14, characterized in that the mirror carrier a having monolithically formed mirror surface.

mirror support according to claim 14, characterized in that the thread in a Cooling channel passes.

mirror support according to claim 14, characterized in that the non-metallic Mirror carrier Glass, a glass ceramic or ULE contains.

mirror support according to claim 15, characterized in that it is in the crystalline Material to a semiconductor material, in particular silicon, contains.

mirror support according to claim 14, characterized in that the metallic connecting element Copper, steel, especially invar steel, or aluminum.

mirror support according to claim 14, characterized in that the soft metal is copper or indium.

Mirror with a mirror carrier ( 9 ) with at least one mirror surface ( 10 ), the mirror carrier ( 9 ) as a cooling device ( 12 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the mirror carrier ( 9 ) with pipe connections ( 14 ) of a metallic material for connecting the at least one cooling channel ( 13 ) with an inlet and an outlet ( 15 . 16 ) is provided by coolant and wherein the pipe connection ( 14 ) With a low-melting solder with the material of the mirror carrier ( 9 ) connected is.

Mirror with a mirror carrier ( 9 ), which is provided with at least one mirror surface ( 10 ), the mirror carrier ( 9 ) as a cooling device ( 12 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the mirror carrier ( 9 ) with pipe connections ( 14 ) of a metallic material for connecting the at least one cooling channel ( 13 ) with an inlet and an outlet ( 15 . 16 ) is provided by coolant and wherein the pipe connections ( 14 ) at least partially close to their perimeters of recesses ( 40 ) are surrounded for stress relief.

Mirror with a mirror carrier ( 9 ), which is provided with at least one mirror surface ( 10 ), the mirror carrier ( 9 ) as a cooling device ( 12 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the mirror carrier ( 9 ) with pipe connections ( 14 ) of a metallic material for connecting the at least one cooling channel ( 13 ) with an inlet and an outlet ( 15 . 16 ) is provided by coolant and wherein at least a part of a pipe connection ( 14 ), which is in the mirror carrier ( 9 protrudes, means for stress relief ( 42 ) having.

Mirror of an EUV projection exposure apparatus with a first non-metallic mirror carrier ( 9 ) with at least one cooling channel ( 13 ), wherein the cooling channel ( 13 ) a connection with a pipe connection ( 14 ) from a second, from the material of the mirror carrier ( 9 ) and which compound is highly vacuum-tight and radiation-resistant to light in the wavelength range of 1 nm to 100 nm.